高鐵用5083鋁合金板材及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋁合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高鐵用鋁合金板材及其生產(chǎn) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著我國(guó)高鐵技術(shù)的不斷發(fā)展，高鐵列車在國(guó)內(nèi)普及的同時(shí)也在"走出國(guó) 門"。由于鋁合金的密度較低，而具有較高的強(qiáng)度，因此，鋁合金是高鐵實(shí)現(xiàn)輕量化最好的材 料，使用鋁合金可以很大的減輕高鐵列車的自重。其中，5083鋁合金板材就是高鐵用鋁合 金材料家族中的重要組成。雖然高鐵市場(chǎng)前景廣闊，但國(guó)內(nèi)真正能夠生產(chǎn)制造符合高鐵用 5083板材性能要求的廠家屈指可數(shù)。高鐵用5083鋁板材對(duì)材料的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、延 伸率、抗腐蝕性能和焊接性能等有著較高的要求。而5083鋁合金屬于變形鋁合金，是不可 熱處理強(qiáng)化鋁合金，不能通過(guò)熱處理的方法強(qiáng)化，常出現(xiàn)疲勞強(qiáng)度低、抗拉強(qiáng)度不均、延伸 率低等問(wèn)題?，F(xiàn)有生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的高鐵用5083鋁板材還不能完全滿足高鐵用板材的性能 要求。因而，如何提供一種高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，以滿足高鐵用5083鋁合金 板材的使用要求，是目前本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種高鐵用5083鋁合金板材及其生產(chǎn)方法。利 用本發(fā)明方法提高了高鐵用5083鋁合金板材的疲勞強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及延伸率等性能，完全 能夠滿足高鐵用5083鋁合金板材的使用要求。
[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 本發(fā)明提供一種高鐵用5083鋁合金板材，以重量百分含量表示，所述高鐵用5083鋁合 金板材由原料 Si 0· 20 ?0· 30%，F(xiàn)e 0· 20 ?0· 30%，Cu 0· 03 ?0· 07%，Mn 0· 45 ?0· 60%， Mg 5. 0 ?5. 3%，Cr 0· 10 ?0· 20%，Ti 0· 015 ?0· 03%，Zn 0 ?0· 10% 和余量為 Al 制成。
[0005] 另外，提供一種上述高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，包括原料配制、熔煉、鑄 造、鋸頭洗面、均熱、熱粗軋、熱精軋、冷軋、拉彎矯正、退火和切片包裝，其中： a、 在鑄造過(guò)程中控制鑄造溫度為690?720°C、鑄造水溫為25?35°C、鑄造水壓為 0. 2?0. 6kg/cm2、鑄造速度為35?50mm/min、鑄造水流量為90?230m3/h ; b、 鋸頭銑面過(guò)程中：鋸床對(duì)鑄造成的鋁合金鑄錠進(jìn)行鋸頭，錠頭長(zhǎng)度為150±2mm;再 用韋先床進(jìn)行?先面，統(tǒng)面量為小面單側(cè)15± 1mm，大面單側(cè)15± Imm ; c、 均熱過(guò)程中采用加熱爐進(jìn)行加熱鋁合金鑄錠，其加熱制度為：第一階段鑄錠溫度為 480?500°C，保溫時(shí)間12?14小時(shí)；第二階段鑄錠溫度為520?530°C，保溫時(shí)間為4小 時(shí)，出爐溫度為480?500°C ; d、 熱粗軋鋁合金鑄錠由厚度為470?490mm經(jīng)過(guò)19?23道次的軋制，乳至厚度為 20?25mm的毛坯料；熱粗軋過(guò)程中乳液壓力為0. 1?0. 3MPa，質(zhì)量濃度為3?8%，粗軋后 溫度為390?450°C ; e、 熱精軋過(guò)程中：乳制速度為2. O?2. 6m/s，經(jīng)連續(xù)4次軋制至厚度為7. 5 ±0. 5mm ;在 熱精軋過(guò)程中乳液壓力為〇· 2?0· 45MPa，質(zhì)量濃度為3?8%，壓縮空氣壓力為0· 2?0· 5 MPa ； f、 冷軋是由厚度為7. 5 ±0. 5mm經(jīng)3次軋制，3道次分配為7. 5 - 6. 0 - 5. 3 - 4. 0_， 乳制后的厚度為4. Omm ;乳制速度為L(zhǎng) 6?2. 6m/s ; g、 退火過(guò)程中退火爐內(nèi)金屬溫度為340?350°C，保溫時(shí)間為4h。
[0006] 根據(jù)上述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，鑄造中檢測(cè)氫含量 彡 0· 15ml/100gAl。
[0007] 根據(jù)上述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，鑄造后所得鋁合金鑄錠的厚度 為 500 ?520mm，寬度為 1300 ?1350mm。
[0008] 根據(jù)上述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，鋁合金鑄錠銑面后厚度由500? 520mm f先至 470 ?490mm。
[0009] 根據(jù)上述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，拉彎矯正過(guò)程中的參數(shù)為：延伸 率0· 3?0· 8%，速度45?50m/min，水溫為80?85°C。
[0010] 根據(jù)上述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，乳制過(guò)程中控制厚度公差為 ±0. 05謹(jǐn)，寬度公差為0?3謹(jǐn)。
[0011] 根據(jù)上述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，退火后產(chǎn)品的性能檢測(cè)為：抗拉 強(qiáng)度275?350MPa，延伸率20?26%，屈服強(qiáng)度125?200MPa，疲勞強(qiáng)度160?170MPa。 [0012] 本發(fā)明的積極有益效果： 1、本發(fā)明技術(shù)方案中嚴(yán)格控制鎂元素質(zhì)量含量，通過(guò)各工藝合理和規(guī)范的限定，提高 了 5083鋁合金板材的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和延伸率，所得5083鋁合金板材的抗拉強(qiáng)度為 275?350MPa、延伸率20?26%、屈服強(qiáng)度125?200MPa和疲勞強(qiáng)度160?170MPa，所得 產(chǎn)品完全能夠滿足高鐵用5083鋁合金板材較高強(qiáng)度、延伸率及焊接性能等的使用要求，彌 補(bǔ)了我國(guó)高鐵用5083鋁合金板材的市場(chǎng)空白。表1為本發(fā)明5083鋁合金板材力學(xué)性能測(cè) 試結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高鐵用5083鋁合金板材，其特征在于：以重量百分含量表示，所述高鐵用5083 鋁合金板材由原料 Si 0· 20 ?0· 30%，F(xiàn)e 0· 20 ?0· 30%，Cu 0· 03 ?0· 07%，Mn 0· 45 ? 0· 60%，Mg 5. 0 ?5. 3%，Cr 0· 10 ?0· 20%，Ti 0· 015 ?0· 03%，Zn 0 ?0· 10% 和余量為 Al 制成。
2. -種權(quán)利要求1所述高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，包括原料配制、熔煉、鑄 造、鋸頭洗面、均熱、熱粗軋、熱精軋、冷軋、拉彎矯正、退火和切片包裝，其特征在于： a、 在鑄造過(guò)程中控制鑄造溫度為690?720°C、鑄造水溫為25?35°C、鑄造水壓為 0. 2?0. 6kg/cm2、鑄造速度為35?50mm/min、鑄造水流量為90?230m3/h ; b、 鋸頭銑面過(guò)程中：鋸床對(duì)鑄造成的鋁合金鑄錠進(jìn)行鋸頭，錠頭長(zhǎng)度為150±2mm;再 用韋先床進(jìn)行?先面，統(tǒng)面量為小面單側(cè)15± 1mm，大面單側(cè)15± Imm ; c、 均熱過(guò)程中采用加熱爐進(jìn)行加熱鋁合金鑄錠，其加熱制度為：第一階段鑄錠溫度為 480?500°C，保溫時(shí)間12?14小時(shí)；第二階段鑄錠溫度為520?530°C，保溫時(shí)間為4小 時(shí)，出爐溫度為480?500°C ; d、 熱粗軋鋁合金鑄錠由厚度為470?490mm經(jīng)過(guò)19?23道次的軋制，乳至厚度為 20?25mm的毛坯料；熱粗軋過(guò)程中乳液壓力為0. 1?0. 3MPa，質(zhì)量濃度為3?8%，粗軋后 溫度為390?450°C ; e、 熱精軋過(guò)程中：乳制速度為2. 0?2. 6m/s，經(jīng)連續(xù)4次軋制至厚度為7. 5 ±0. 5mm ;在 熱精軋過(guò)程中乳液壓力為〇· 2?0· 45MPa，質(zhì)量濃度為3?8%，壓縮空氣壓力為0· 2?0· 5 MPa ； f、 冷軋是由厚度為7. 5 ±0. 5mm經(jīng)3次軋制，3道次分配為7. 5 - 6. 0 - 5. 3 - 4. 0_， 乳制后的厚度為4. Omm ;乳制速度為L(zhǎng) 6?2. 6m/s ; g、 退火過(guò)程中退火爐內(nèi)金屬溫度為340?350°C，保溫時(shí)間為4h。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，其特征在于：鑄造中檢 測(cè)氫含量< 〇· 15ml/100gAl。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，其特征在于：鑄造后所 得鋁合金鑄錠的厚度為500?520mm，寬度為1300?1350mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，拉彎矯正 過(guò)程中的參數(shù)為：延伸率0. 3?0. 8%，速度45?50m/min，水溫為80?85°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，乳制過(guò)程 中控制厚度公差為±0. 05mm，寬度公差為0?3mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鐵用5083鋁合金板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，退火后產(chǎn) 品的性能檢測(cè)為：抗拉強(qiáng)度275?350MPa，延伸率20?26%，屈服強(qiáng)度125?200MPa，疲勞 強(qiáng)度 160 ?170MPa。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鐵用5083鋁合金板材及其生產(chǎn)方法。以重量百分含量表示，高鐵用5083鋁合金板材由原料Si？0.20～0.30%，F(xiàn)e？0.20～0.30%，Cu？0.03～0.07%，Mn？0.45～0.60%，Mg？5.0～5.3%，Cr？0.10～0.20%，Ti？0.015～0.03%，Zn？0～0.10%和余量為Al制成。生產(chǎn)方法包括原料配制、熔煉、鑄造、鋸頭洗面、均熱、熱粗軋、熱精軋、冷軋、拉彎矯正、退火和切片包裝。利用本發(fā)明方法提高了高鐵用5083鋁合金板材的疲勞強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及延伸率等性能，完全能夠滿足高鐵用5083鋁合金板材的使用要求。
【IPC分類】C22C1-02, C22C21-08
【公開號(hào)】CN104561696
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410815173
【發(fā)明人】邵繼鵬, 李占國(guó), 李國(guó)鋒, 王延彥
【申請(qǐng)人】河南明泰鋁業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日